Цвет определяется способностью пигмента к поглощению света. Электромагнитные волны с длиной волны 400…700 нм составляют видимую часть солнечного излучения. Волны длиной 400…424 нм – это фиолетовый цвет, 424…491 – синий, 491…550 – зеленый, 550…585 – желтый, 585…647 – оранжевый, 647…740 нм – красный. Излучение с длиной волны меньше 400 нм – ультрафиолетовая, а с длиной волны более 740 нм – инфракрасная область спектра. Следует отметить, что окраска не всегда обусловлена избирательным поглощением света, так металлический цвет листьев некоторых растений объясняется преломлением света и рассеянием его с поверхности особых «оптических» чешуек или клеток. Но в большинстве случаев ответственными за окраску все-таки являются пигменты [1].
Растительные пигменты – это крупные органические молекулы, поглощающие свет определенной длины волны. В большинстве случаев «ответственными» за появление окраски являются определенные участки этих молекул, называемые хромофорами. Обычно хромофорный фрагмент состоит из группы атомов, объединенных в цепи или кольца с чередующимися одинарными и двойными связями (–С=С–С=С–) при этом, чем больше таких чередующихся связей, тем глубже окраска [1, 2]. Кроме того, поглощение света усиливается при наличии в молекуле кольцевых структур.
В растительных клетках чаще всего встречаются зеленые пигменты хлорофиллы, красные и синие антоцианы, желтые флавоны и флавонолы, желто-оранжевые каротиноиды и темные меланины. Каждая из этих групп представлена несколькими отличающимися по химическому строению, а следовательно, по поглощению света и окраске пигментами [1].
Не стоит забывать, что цвет пигмента может меняться и при изменении кислотности среды, температуры, при взаимодействии с различными веществами, поэтому важное значение имеет химический состав клеток, особенно вакуолярного сока [2]. Наконец, окраска растения зависит и от строения ткани, в которой содержатся пигменты: ее толщины, количества межклетников, плотности находящегося на поверхности клеток воскового налета и т.д. [1]
В растительном мире широко распространен белый цвет: белые цветки, белые стебли, белые пятна на листьях. Белый красящий пигмент называется бетулин и, накапливаясь в клетках коры молодых деревьев, окрашивает, например, ствол березы в знакомый нам белый цвет. Но у других растений причиной белой окраски, например, венчиков, являются обширные межклетники в сочетании с клетками, лишенными пигментов [1, 2]. Также в мире растений можно наблюдать и розовые, сиреневые, синие и фиолетовые цвета, которые определяет одна группа пигментов – антоцианы, впервые выделенные из цветков василька синего [1].
Ярко-красные розы, голубые васильки, фиолетовые анютины глазки содержат растворенные в клеточном соке антоцианы. Яблоки, вишни, виноград, черника, голубика, сок листьев и стеблей гречихи, краснокочанной капусты, листьев и корнеплодов столовой свеклы, молодая красная кора эвкалипта, красные осенние листья своим цветом тоже обязаны антоцианам. Если орган растения имеет голубой, синий, фиолетовый цвет, то нет никакого сомнения в том, что его окраска обусловлена антоцианами [1].
Антоцианы – это гликозиды, возникающие при соединении различных сахаров с циклическими соединениями, называемыми антоцианидинами. Содержатся антоцианы в клеточном соке (вакуолях), значительно реже – в клеточных оболочках [2]. В присутствии щелочи в молекулах антоцианов происходит перегруппировка двойных и ординарных связей между атомами углерода, что приводит к образованию нового хромофора – в щелочной среде антоцианы приобретают синий или сине-зеленый цвет, поэтому их можно использовать в качестве кислотно-щелочных индикаторов. При действии минеральных и органических кислот антоцианы образуют соли красного, при действии щелочей – синего цвета. На цвет антоцианов влияет также способность этих пигментов образовывать комплексные соединения с металлами [1, 2].
Строение антоцианов было установлено в 1913 году немецким биохимиком Рихардом Вильштеттером (1872 – 1942). Особенностью их строения является наличие в гетероциклическом кольце трехвалентного кислорода (оксония), благодаря чему они легко образуют соли [38]. В природе идентифицированы 35 мономерных антоцианидинов, при этом более 90% представленных антоцианов соответствуют шести англиконам: дельфинидин (Dp), цианидин (Cy), петунидин (Pt), пеонидин (Pn), пеларгонидин (Pg) и мальвидин (Mv) (рис. 1) [3].
Рис. 1. Структурные формулы основных антоцианидинов
Антоцианин – это пищевая красящая добавка под маркером Е163, относящаяся к группе антоцианов, источником получения которых является природное сырье, что делает их особо ценными. В качестве исходного сырья используются различные ягоды, фрукты и овощи: красный виноград, черника, шиповник, клубника, черная смородина, капуста краснокочанная и др.
Пищевая промышленность использует антоцианин для придания красивого цвета кондитерским изделиям, винам, особенно темным, соусам, безалкогольным напиткам, сокам, мороженому, молочным и кисломолочным продуктам питания, фруктовым добавкам. Также активно применяют антоцианин в косметической и фармацевтической промышленности, например, при окрашивании витаминов. Ниже, на рисунке 2 представлены промышленные образцы натуральных красителей на основе антоцианина.
Рис. 2. Предлагаемые на рынке образцы антоцианиновых пищевых красителей
Красители на основе антоцианина имеют легкий специфичный запах исходного растительного сырья, вкуса практически не чувствуется. Цветовой диапазон определяется кислотно-щелочной средой и варьируется от красных до голубых и зеленых спектров (чем меньше кислотность, тем цвет приобретает все более фиолетовый оттенок). Растворимость в воде почти стопроцентная, в отличие от спирта, в котором данный краситель практически нерастворим. Обладает нечувствительностью к уровню освещенности и к перепадам температуры.
Данный пищевой краситель безопасен для человеческого организма, что позволило допустить его использование в пищевой промышленности в странах европейского союза, и соответственно в России. Его суточная доза употребления составляет около двух с половиной миллиграмм на один килограмм веса человека. Надо добавить, что сырье, из которого получают краситель антоцианин (Е163), является не только безопасным, но и полезным для здоровья человека, что доказано различными результатами исследований на эту тему [4, 5, 6, 7, 8, 9].
.png&w=640&q=75)
